كتبت: فاطمة بدوى
أحرز العلماء الصينيون تقدما في توليد الطاقة وتخزينها على المريخ من حيث كيفية استخدام الموارد هناك بفعالية لضمان إمدادات الطاقة اللازمة لإجراء أبحاث طويلة الأمد وتمركز الباحثين على الكوكب في المستقبل.
اقترح باحثون من جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية (USTC) فكرة جديدة لاستخدام الغلاف الجوي للمريخ كوسيط لتوليد الطاقة.
صرح شي لينغفينغ، الباحث في USTC أن الغلاف الجوي يعمل كمحوّل للطاقة في نظام توليد الطاقة. ببساطة، يمكننا مقارنته بـ”دم” النظام. يتميز هواء المريخ بأداء جيد في تحويل الحرارة إلى كهرباء. يتميز بوزن جزيئي كبير وسعة حرارية عالية النوعية، مما يعني أنه ممتاز في تحويل الحرارة إلى كهرباء.
بالمقارنة مع استخدام الغازات النادرة كالهيليوم والزينون كوسيط، أظهرت دراسات أجراها باحثو مركز علوم وتكنولوجيا المريخ لـUSTC أنه إذا اُستخدم الغلاف الجوي للمريخ، والذي يتكون أكثر من 95% منه من ثاني أكسيد الكربون، كوسيط، يُمكن زيادة كفاءة توليد الطاقة بنسبة 20% وزيادة كثافة الطاقة القصوى بنسبة 14٪. يُتيح هذا الوسط الأسهل الوصول إليه توليد الطاقة اللازمة لاستكشاف المريخ بما يتوافق مع الظروف المحلية.
قال شي إن استخدام الغلاف الجوي للمريخ يعني استغلال موارده. ولذلك، يُعد هذا حلا تكنولوجيا ممتازا لبناء محطة أبحاث مستدامة على المريخ في المستقبل.
كما درس الباحثون كيفية استخدام الغلاف الجوي للمريخ لتخزين الطاقة الكهربائية، وطرحوا مفهوم “بطارية المريخ” المبتكر.
تستخدم بطارية المريخ المواد الفعالة في الغلاف الجوي للمريخ كوقود تفاعلي لتوليد الكهرباء وتوفير الطاقة لمسبارات المريخ وقواعده. ويمكنها الجمع بين الطاقة الكهربائية والطاقة الضوئية والطاقة الحرارية وتخزين الطاقات في نظام البطارية الخاص بها.
قال شياو شيوى وهو باحث آخر إن بطارية هواء المريخ تعمل بنفس مبدأ تشغيل بطارية الليثيوم-الهواء وبطارية الليثيوم-ثاني أكسيد الكربون. فهي تمتص مكونات من الغلاف الجوي للمريخ وتستخدمها كغازات نشطة رئيسية لتوليد الطاقة الكهربائية، والتي يمكن أن تستخدمها مركبات المريخ أو مروحياته.
أجرى الباحثون اختبارات على أداء البطارية في ظروف تُحاكي الغلاف الجوي وفرق درجات الحرارة بين الليل والنهار على المريخ. وأظهرت النتائج أن البطارية لا تزال قادرة على تشغيل الأجهزة الإلكترونية بثبات حتى في درجات حرارة منخفضة تصل إلى صفر درجة مئوية.
إن استخدام الغلاف الجوي للمريخ كوسيط لا يقلل بشكل كبير من الوزن الإجمالي لنظام البطارية فحسب، بل يمكّن أيضا من اكتساب الطاقة في الموقع وتحقيق الاكتفاء الذاتي، مما يوفر حلا جديدا لتخزين الطاقة لتطوير وأبحاث المريخ. وهذا أمر بالغ الأهمية لتعزيز الاعتماد على الذات والاستدامة للصين في مهمات المريخ.
تسارعت وتيرة استكشاف الصين للمريخ في السنوات الأخيرة، ومن المتوقع إطلاق مسبار تيانوين-3 حوالي عام 2028، وجلب عينات من المريخ إلى الأرض حوالي عام 2031.
